Statyczne źródła mocy biernej – baterie kondensatorów SN i WN jako narzędzia do poprawy warunków pracy sieci elektroenergetycznych

Uzyskane efekty

Opisane rozwiązania dotyczące zabudowy baterii kondensatorów bezpośrednio na szynach rozdzielni 220 kV są pierwszymi w Polsce. Z uwagi na dużą moc baterii kondensatorów oraz poziom napięcia roboczego zostały zastosowane nowe rozwiązania układu połączeń baterii kondensatorów – układ „H”, jak również sposób łączenia baterii do sieci (układ synchronizacji wyłączników). Zdobyte doświadczenie podczas realizacji tego projektu pozwoli nam na realizację podobnych w energetyce zawodowej na najwyższych
poziomach napięć.

Należy również zwrócić uwagę na fakt coraz większego zapotrzebowania na energię (również bierną) w KSE. Należy spodziewać się, że w niedługim okresie zapotrzebowanie na tego typu inwestycje w znacznym stopniu wzrośnie.

Przebiegi łączeniowe baterii
kondensatorów

Na rysunkach 7 i 8 przedstawiono przebiegi łączeniowe baterii kondensatorów o mocy 50 Mvar na napięciu 110 kV. Podczas łączenia baterii maksymalny wzrost napięcia wynosił 1,04 U_ust z czasem trwania przebiegów przejściowych około 70 ms. Natomiast maksymalny wzrost prądu przy załączaniu baterii wynosił 2,2 I_ust z czasem trwania przebiegów
przejściowych około 300 ms.

Podczas procesu wyłączania baterii kondensatorów maksymalny wzrost napięcia wynosił 1,1 U_ust z bardzo krótkim czasem trwania przebiegów przejściowych wynoszącym około 8 ms. W trakcie wyłączenia nie wystąpiło przetężenie prądowe oraz nie stwierdzono zapłonów wtórnych.

Należy również zwrócić uwagę na bardzo krótki czas rozładowania baterii kondensatorów do poziomu 30V.

w okresie 6 s poprzez zastosowane przekładniki napięciowe w każdej fazie układu.

Podczas pomiarów dokonano również analizy widmowej wyższych harmonicznych. Średni współczynnik odkształcenia napięcia – THD_U (w procentach harmonicznej podstawowej) wynosił:

• 0,85%, przy wyłączonych bateriach,
• 0,86%, przy załączonej jednej baterii,
• 0,87% przy załączonych dwóch bateriach.

Średni współczynnik odkształcenia prądu - THD_I (w procentach harmonicznej podstawowej) wynosił 3,8% w prądzie baterii – wartość bezpieczna dla eksploatowanych jednostek kondensatorowych (nie występuje przeciążenie prądowe).

Z analizy powyższych wartości wynika, że dołączenie do szyn rozdzielni 110 kV baterii o mocy 100 Mvar nie spowodowało pogorszenia parametrów sieci elektroenergetycznej w zakresie odkształceń THD_U.

Podsumowanie

Na podstawie wykonanych pomiarów i pierwszych doświadczeń eksploatacyjnych można uznać, że przedsięwzięcie instalowania nowych źródeł mocy biernej w systemie elektroenergetycznym zakończono się sukcesem.

Poprawie uległy warunki napięciowe panujące w sieci najwyższych napięć i efektywność pracy całego systemu elektroenergetycznego. Wprowadzenie mocy 100 Mvar bezpośrednio na szyny rozdzielni 110 (220) kV odciążyło w znacznym stopniu linie przesyłowe 220 i 400 kV, jak również pracujące na stacjach autotransformatory. Taka sytuacja pozwoli na zwiększenie przepustowości mocy czynnej w tych  punktach systemu, a co za tym idzie na zwiększenie niezawodności zasilania.

Zrealizowane zadania w pełni potwierdziły słuszność decyzji o instalowaniu baterii kondensatorów, a także dowiodły, że zarządzanie systemem elektroenergetycznym znajduje się w dobrych rękach.

AUTOR:

Marek Iwanicki OLMEX S.A.